Dissoziation von Charmonium mit Mesonen in einem nichtrelativistischen Quarkmodell

Abstract

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die Meson-Meson-Streuung mit Hilfe eines nichtrelativistischen Quark-Austauschmodells untersucht. Insbesonderewurde die Dissoziation des J=psi-Mesons mit leichteren Mesonen berechnet, da die-se Querschnitte von zentraler Bedeutung für die Interpretation der Experimenteam CERN in Pb + Pb Reaktionen sind. Ein kleiner Wirkungsquerschnitt desJ=psi-Mesons mit anderen Mesonen ist bei einer Schwerionenkollision ein Hinweisdarauf, dass sich während des Stosses in der frühen Phase ein Quark-Gluon-Plasmaausgebildet hat. Grundlegend für die vorgenommenen Berechnungen sind die speziellen Eigen-schaften von Quarks und Gluonen, wie z.B. die Quantenzahl Farbe in der QCDund das Phänomen der impulsabhängigen Kopplungskonstante alphas(Q2). Zunächsterfolgte eine Betrachtung verschiedener Quark-Potential-Modelle sowie der La-grangefunktion der QED und deren Erweiterung auf die QCD. Anschliessend wur-de das Verhalten von Quarks und Gluonen bei hohen Temperaturen und Dichtenbeschrieben und die herausragende Bedeutung der J=psi-Dissoziation im Quark-Gluon-Plasma dargestellt. Darüber hinaus wurde das nichtrelativistische Quark-Potential-Modell mit einerErweiterung für die Spin-Spin-Wechselwirkung vorgestellt. Dieses Modell gehtauf die Arbeiten von Barnes und Wong [35, 32, 36] zurück. Mit diesem nichtrela-tivistischen Quark-Potential-Modell wurden zunächst die Eigenfunktionen einerReihe von Mesonen im Ortsraum berechnet. Die verwendeten Mesonen habenalle eine genügend hohe Masse, um nichtrelativistisch beschrieben werden zukönnen. Um die Meson-Meson-Streuung im Impulsraum berechnen zu können,wurden alle Eigenfunktionen und das Quark-Antiquark-Potential in den Impulsraum transformiert. Der Meson-Meson-Streumechanismus wird mit dem Konstituentenquark-Austauschmodell beschrieben. Die dabei auftretenden vier Born'schen Streuprozessewurden mit Hilfe der Monte-Carlo-Integration berechnet, wobei in die Übergangs-matrixelemente die Wellenfunktionen der ein- und auslaufenden Mesonen sowieder Quark-Antiquark-Hamiltonoperator im Impulsraum eingehen.